浅议探究式教学与学生创新能力的培养

张四方

摘要新课程标准强调从知识传授向知识探究转变,科学探究必须以学生为主体,探究式教学必须尊重学生身心发展特点,善于设计情景,激发学生的探究兴趣,为学生创设和谐、自主的学习氛围。探究式教学应重视学习过程,培养学生的科学素养。

关键词探究式教学探索兴趣创新能力

中图分类号:G632文献标识码:A

现代教育观认为,科学教育除了传授知识和训练技能外,更应重视学生探索兴趣及能力、思维习惯和创新能力的培养,强调从知识传授向知识探究转变,倾向于培养学生科学探究能力、科学态度和科学素养。沪教版的初中物理教材,探究实验有三十六个之多,是老教材的近四倍,这充分体现了新的教育理念。如何在探究过程中创设和谐平等的氛围,发挥学生的主体作用,培养学生的创新能力?笔者认为应注意以下几点。

1 探究活动要符合学生的特点,遵循循序渐进的原则

从学生身边唾手可得的事物入手,选择一些简单的器材做一些简单的探究实验。如用一只钢笔和一些辅助器材就能完成如下几个实验:

①看影子——光的直线传播;

②斜插入水中——光的折射;

③吸墨水——大气压的作用;

④用手按住笔尖和笔尾——压力的作用效果和受力面积的关系。

这些简单实验不仅可以拉近物理与生活的距离,还能激发学生进行小发明、小制作,培养了学生实验设计能力和创新能力。

在科学探究教学中,多数可以有多种实验设计。如:在引入压强时,让学生根据身边现有的课桌椅、书本、文具甚至人体和手脚、鞋等设计相应实验方案。再用生活中常见的物品设计,学生在自主和谐的氛围下,思维完全展开,说出了十几种比较方法, 在对每种方法进行肯定后,让学生指出哪些方法简单、方便、易操作,让学生体会物理研究应从简单的事物入手。

又如,旧版的初中物理教材中,学生在学习欧姆定律时,不仅要探究电流与电压的关系,还要探究电流与电阻的关系。而对后者,如何保持电压不变来改变电阻,学生感到困难,且电流与电阻的反比关系也相对隐藏得较深,绝大多数学生是在老师一再强调下被动接受的。而沪教版的新的初中物理教材中只要求学生探究电流与电压的关系,这不仅与新的课程标准一致,也符合初中生的认知特点。尽管该探究少了一个环节,但学生经历的探究过程更自主、更轻松,保护了学生的探究兴趣,体现了体现以人为本的原则。

探究性实验是科学探究的精髓,它一般包括七个要素。本着由易到难也对原则,沪教版的新初中物理教材先从最简单的“长度测量”开始,且只涉及了科学探究的两个要素,而对此之后的“速度”、“声现象”的探究要求略有提高,涉及了科学探究的三、四个要素,到了探究“凸透镜成像的规律”时,七个要素均有体现。这样的处理符合学生的认知规律,新课程标准明确指出:在学生科学探究中,其探究过程可以设计所有要素,也可以只设计部分要素。

2 善于设计问题和情境,激发学生的探究兴趣

兴趣是最好的老师,激发学生的学习兴趣,也是初中物理教学的一个重要目标,心理学研究表明,创设实验情景和实验效果密切相关,其本质在于形象与特定意义的结合,从而有效地引起学生的视觉追求,激活思维。

教师在教学中要当好组织者和引导者,从学生的兴趣、爱好和生活实际出发,精心设计情景和问题,让学生在和谐、自主的氛围中积极探究。

2.1 用史料设计情境

例如,在探究阿基米德原理时,先以曹冲称象这一有趣的史实引入,并通过学生猜想,揭示:船吃水深度→排水体积→排水量→船与石头的重力的关系,从而为阿基米德原理奠定了基础。

又如,在学习大气压前,先介绍著名的马德堡半球实验,已赋予马德堡半球以神秘的色彩,它的神奇让学生兴趣大增,这时自然而然的将视觉转化为知识,实验效果也就不言而喻了。

2.2 运用问题设计情境

思维源于矛盾,在教学过程中制造矛盾,可激活思维,让学生欲罢不能,并提出自己的猜想和假设,并主动参与实验,使正确的结论在实验中得以强化。

例如,在浮力的教学中,来自学生的日常经验往往误导学生,不少人认为浮力大小与物体的质量、重力、密度及浸入液体的深度有关,觉得沉于液体底部的物体不受浮力。为此,我这样设计:(1)将两个体积相同的铜球和铝球用弹簧秤吊着,浸入水中,让学生观察弹簧秤的示数,并问这说明了什么?⑵用弹簧秤吊着铜球慢慢浸入水中,让学生观察弹簧秤的示数变化情况,待铜球没入水中后,继续向更深的水中浸入,再问学生浮力变化了吗?

又如,学生在学习摩擦起电原因时,对不同物质的原子核束缚核外电子的本领不同很难理解,于是我这样设计问题:拔河时谁能赢?并以此类比摩擦起电。接着又问:两个相同材料的物体相互摩擦,能产生摩擦起电吗?这就使看不见的静电形象化,学生较轻松地攻克了难题。

2.3 运用实验设计情境

生活中有些表象掩盖了事物的本质,要纠正这些错误认识,教师必须精心设计情境,让学生由表及里,对错误认识进行强有力的驳斥。

在学习牛顿第一定律时,让学生看桌面上的木块:推木块,木块动;不推木块,木块不动。于是我问:木块的运动需要力来维持,可见力是维持物体运动的原因,对吗?经过一段时间的讨论,少数几人有异议。一个同学说,运动的汽车发动机熄火后,没有动力了,还可以走一段距离;另一个同学说,踢球时,球被踢出后,不受踢力了,球仍继续飞行。矛盾引出后,学生展开讨论,多数人认为:物体最终停下来的原因是由于受到阻力作用。我进一步启发:若它们都不受到阻力作用,运动情况又会怎样?学生提出猜想后,便让学生设计实验方法,课堂气氛十分活跃。

又如,在引入大气压时,我先在一个大试管里倒入水,再将一个小试管底向下放入大试管里,并设疑:若将两试管迅速倒置,且只用手捏住大试管,小试管会怎样?这是个极有悬念的问题,课堂气氛马上进入高潮,很多人担心小试管会落到地上摔碎,而实验结果是,小试管非但不下落,还上冲到试管顶端。

有许多问题源自生活,却又和物理理论相矛盾,这就使即将进行的实验更有悬念,可以激励学生发现问题、提出问题,这是探究问题的良好开端。

3 不仅新课需要探究,在知识的应用和拓展上,也应进行探究

新课程改革要求教学方法多样化,实验已不再局限于新课和教课书,还可以根据学生的实际问题,改进、设计实验 ,在知识的应用和拓展上,让学生有一个自主探究的平台。

例如,在学习了电压表之后,学生会碰到许多因线路某处发生短路和断路,造成电压表示数异常的情况。对绝大多数同学,这始终是个难点。以往总是教师反复强调,学生仍容易弄错。为此,我在实验室让学生自己用实验探究,将两盏灯串联好,闭合开关两盏灯均发光。先将灯或其它某处断开,将电压表接入该处,观察电压表的示数是否为零。然后再让电压表的一个接线柱不接牢,或线路其它某处断开,观察电压表的示数是否为零。学生自己讨论其原因,终于明白:电压表串联时,由于电压表的电阻极大,几乎无电流通过,相当此处断开。此时电压表相当于通过灯丝等导体,直接接在电源两极上,所以显示电源电压;当电路中其它某处断开时,电压表有一端没接在电源上,故电压表的示数为零。所以可根据电压表的示数确定是电路的哪一处断开。

新课后的探究,基本靠学生自己去发现、去实验,学生有了自主实验习惯,发现问题、解决问题的能力提高了,动手能力提高了,许多问题可以自己通过实验解决。不仅提高了教学质量,更重要的是培养了学生的科学素养。

传统的教学模式是“以本为本”,忽视了学生的主体地位,探究式教学尊重学生的主体地位和人格,学生可以在平等、和谐的氛围中良好地发展自己。